Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Выражение малярийных белков в клеточных системах на основе остается сложной. Мы демонстрируем две системы шаг и один шаг IVT (в пробирке перевод) бесплатно экспрессии клеток для выражения малярийных рекомбинантных белков rhoptry из HeLa клеток. Мы используем систему очистки на основе Ni-смолы сродства для очистки rhoptry белки.
Малярия вызывает серьезную глобальную заболеваемости и смертности. Нет дня вакцина не доступна в данный момент. Один из главных причин, из-за отсутствия вакцины задача выявления подходящих кандидатов вакцины. Малярийные белки выражается с помощью прокариотических и эукариотических систем экспрессии клеток на основе плохо гликозилирован, как правило, нерастворимы и пройти ненадлежащее складывание приводит к снижению иммуногенности. Свободные системы экспрессии зародышей пшеницы, лизата ретикулоцитов кролика и кишечная палочка лизат клеток в настоящее время используются для выражения малярийных белков. Однако продолжительность времени экспрессии и неправильного гликозилирования белков до сих пор остается проблемой. Мы демонстрируем выражение Plasmodium белков в пробирке с помощью системы свободного выражения клеток HeLa основе их называют "сотовые системы экспрессии бесплатно в пробирке человека". Свободные системы экспрессии клеток HeLa основе 2 транскрипции мРНК в 75 мин и 3 мкл transcribред мРНК достаточно, чтобы перевести белки в течение 90 мин. Система 1-шаг выражение транскрипции и трансляции системы в сочетании выражение; транскрипция и со-перевод происходит в 3 ч. Этот процесс также может быть расширен в течение 6 ч, обеспечивая дополнительную энергию. В системе 2-ступенчатой экспрессии мРНК сначала транскрибируется, а затем добавить в смесь перевода для экспрессии белка. Мы опишем, как выразить малярии белки; гидрофобный Волчья PF3D7_0114100 Маурера - 2 трансмембранный (PFMC-2TM) белок, белок гидрофильный PF3D7_0925900 и броненосец повторы, содержащие белок PF3D7_1361800, использующие систему свободного выражения клеток HeLa основе. Белки выражается в микро объемов использующих 2-ступенчатые и 1-шаг стратегии экспрессии. Метод аффинной очистки, чтобы очистить 25 мкл белков, выраженных с использованием человеческих клеток системы свободного выражения в пробирке также описаны. Выход белка определяется анализом Брэдфорда и выразили очищенные белки могут быть подтверждены с помощью анализа вестерн-блоттинга. Выраженные рекомбинантные белки могут быть использованы для иммунизации иммунологических и секвенирования белка.
В малярией исследования, выражение иммуногенных белков с использованием прокариотических или эукариотических систем, основанных клеток остается проблемой. НА богатство Plasmodium геноме и неизвестных посттрансляционных механизмов 14,7, способствуют трудности, связанные с получением правильно сложенные и иммуногенные белки для производства антител и вакцин исследований. Прокариотических системах, таких как кишечной палочки были использованы для экспрессии рекомбинантного белка. Прокариотических системах являются низкая стоимость, эффективный, высокие урожаи рекомбинантного белка и имеют несколько векторов клонирования. Принимающая Е. палочки клетки легко трансформировать и клетки быстро расти. Тем не менее, прокариотические системы имеют ограничения, такие как отсутствие замещения аминокислоты, посттрансляционной модификации, риск загрязнения, гетерогенных продуктов и накопления рекомбинантных белков в тельцах включения 24.
ВИсследование Mehlin др. (2006), были выражены 1000 открытые рамки считывания (ORF). Примерно 7% выраженных белков растворяются 14. Нерастворимость наблюдается из-за смещенного природы генов и высокой частоты кодонов, которые используются в идеале от Plasmodium у богатых генома 14. Альтернативная стратегия для преодоления этой проблемы была разработана с помощью плазмиды или клеток-хозяев, содержащих тРНК, которые распознают редкие кодоны или кодоны, которые соответствуют частоты 3. Даже после выполнения этих оптимизацию, очень небольшие порции белков выражены как растворима активна и иммуногенной 14. Системы экспрессии бесклеточные содержать все компоненты, необходимые для транскрипции и трансляции, такие как рибосомы, факторы инициации, элонгации факторов (факторов) переводы, тРНК и аминоацил-тРНК-синтетазы. Обе реакции транскрипции и трансляции соединены в один шаг процедуры 11,29. TranscriРеакция автомеханик выполняется в трубе, прежде чем соответствующее количество мРНК инкубировали с перевода техники в другом трубки 11,29. Хотя эти методы являются успешными в Plasmodium Sp. Экспрессии белка, основным недостатком является продолжительность времени для экспрессии белка, который составляет примерно 22 ч 29. Кроме того, высокая стоимость расходных материалов для включения в протоколы 29, трудоемких препараты клеточного лизата и несоответствия в компонент препаратов, сделать эти системы недостижима. Основное внимание исследователей для развития свободной системы экспрессии клеток зависит от таких факторов, как быстрое генетической модификации, быстрых выходов с высокой концентрацией и прямо вперед лизатов препаратов 1.
Эукариотических системах, таких как дрожжи, клеточные линии млекопитающих, бакуловируса опосредованной системы экспрессии, Tetrahymena thermophilia, Dictyostelium discoideum и паразитарных системах экспрессии суч в Leishmania были использованы для экспрессии рекомбинантного белка 7. Эукариотических системах поделиться филогенетическое родство и, следовательно, общие характеристики, такие как гликозилирование, ацилирование, образование дисульфида облигаций, шаперонной взаимодействия, протеолиза и субклеточном раздробленности. Белковые секреции события в эукариот предотвратить накопление и уменьшается токсичность для систем экспрессии 13. Применение дрожжей систем является предпочтительным, поскольку они пригодны для экспрессии белка в большом масштабе и для получения высоких урожаев 4. Два П. тропической белки PFCP-29 и Pvs25 были произведены с использованием системы дрожжей 4. Тем не менее, основным недостатком в синтезе большинства белков нерегулярные N и О-гликозилирования узоры, неадекватное складывания и усечение белков из их родной форме 4.
Использование клеток млекопитающих для синтеза рекомбинантных белков является трудоемким, и это expenSive для поддержания стабильных рекомбинантных клеточных линий 4. Таким образом, клетки млекопитающих были ограничены для анализа сигналов белка, белковых взаимодействий и паразит-хозяин взаимодействий, а также для тестирования вакцин ДНК 4. ДНК человека и РНК в пробирке бесклеточной системе экспрессии белка, описанный здесь, млекопитающих система на основе клеток, полученных HeLa, что выражает белки в 3 ч. Белки выражается с помощью pT7CFE1-Chis вектор экспрессии имеют C-концевой метки облегчая идентификацию и очистку. Система основана HeLa дополнена факторов инициации трансляции и регулятора перевода, тем самым повышая эффективность системы перевода. Белки могут быть быстро переведен, экранированный, проверены и обработаны для использования в различных иммунологических и конструкционных применений 15.
Эукариотических системах экспрессии клеток-Free, такие как зародыши пшеницы и ретикулоцитов кролика в настоящее время используется для выражения Varдолговые расписки эукариот белки, включая белки Plasmodium 11,29. Кроме того, Е. Системы, основанные палочки бесклеточные также используются для выражения эукариотических белков 11. В таблице 1 приведены различные системы экспрессии клеток бесплатно, сравнивая особенности систем, а также простоту использования системы для экспрессии белка. Бесклеточной системе человеческого в сравнении с другими имеет возможность выполнять пост и ко-трансляционных модификаций и дешевле. Оптимизация кодонов можно и все эти реакции могут быть осуществлены в 3 ч. Система HeLa является идеальной системой перевод синтеза белка в лабораторных условиях.
Основным преимуществом систем экспрессии клеток человека свободным по сравнению с другими свободными системами клеток является наличие нескольких различных клеточных линий, полученных из различных органов и тканей. Несколько разновидностей свободных клеточных системах могут быть разработаны в зависимости от клеточной линии. Экстрактс, полученные из клеток млекопитающих имеют более высокую эффективность, чтобы синтезировать большие белки, чем любых других системах экспрессии клеток бесплатно. Эти системы экспрессии клеток свободным и может быть использован в диагностических и белковых приложений характеризации таких как микро наборов 30. Популярные клеточные линии HeLa наиболее широко используются для проведения экспрессию белков 33. Эндоплазматическая сеть в клеточных линиях HeLa недоразвита, что приводит к отсутствию посттрансляционная гликозилирования модификации активности 33. Тем не менее, эта система, как полагают, чтобы быть выгодным для синтеза белка Plasmodium, как плазмодий также не гликозилирования после модификации перевода 29. Свободный протокол транскрипции-трансляции HeLa клетки легко выполнить, недорогой и белки могут быть экспрессированы в течение 90 мин, готова для очистки и далее вниз по течению приложений.
1. Подготовка паразита клеточных культур, Сборник Parasite Пеллеты
2. Подготовка вектор плазмиды
3. Экспрессия белка, используя в пробирке клеток человека свободу выражения системе
4. Очистка выраженных рекомбинантных белков
5. Кумасси (Bradford) анализа белка 34
6. Вестерн блот
Проверка выраженных рекомбинантных белков через реактивности со специфическими антителами является важным первым шагом в подтверждении надлежащего складывание выраженных белков. Были выражены рекомбинантные белки малярийные помощью один шаг и два шага в пробирке бесплатных систе?...
Важные шаги для успешного экспрессии белков с использованием двух шаг в пробирке свободного системы экспрессии клеток человека и очистки: 1) успешной амплификации и клонированию генов в pT7CFE-Chis плазмидного вектора; 2) расшифровки РНК на 30 ° С; 3) перевод белка при 30 ° С в присутствии ?...
We do not have any competing financial interests in this study.
This research was supported by Cleveland State University Faculty Development Funds.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2-step in vitro human cell free expression system | Thermo Fisher | 88856 | Discontinued. Always store at -80 °C. Do not thaw in warm water |
1-step in vitro coupled translation system | Thermo fischer | 88860 | Always store at -80 °C. Do not thaw in warm water |
ProBond Purification system | Invitrogen | K850-01 | Store at RT |
Probond Nickel-Chelating Resin | Invitrogen | R801-01 | Store at 4oC. |
A+ Human Blood | Interstate Blood Bank | Store at 4 °C. |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены